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高中生物人教版2019必修一
5.4光合作用与能量转化 同步作业
一、单选题
1.光合作用过程中,光反应为暗反应提供的物质是(?? )
A.?[H]和ATP???????????????????????????B.?[H]和O2???????????????????????????C.?O2和ATP???????????????????????????D.?[H]和H2O
2.下列关于绿叶中色素的提取和分离的叙述,错误的是(??? )
A.?研磨时加入少许CaCO3是为研磨更充分??????????????B.?叶绿体中的色素能够溶解在有机溶剂乙醇中
C.?层析分离后滤纸条上色素带最宽的是叶绿素a??????D.?四种光合色素中胡萝卜素的溶解度最大
3.如图是某同学用无水乙醇分别提取正常光照和强光照下某种植物等量叶片中的光合色素,然后用层析液进行纸层析得到的结果(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ为色素条带)。下列相关叙述正确的是(?? )
A.?实验研磨操作中若加入的二氧化硅或碳酸钙过少,都会导致色素条带颜色变深
B.?实验中对研磨液过滤时,采用滤纸过滤,实验效果更好
C.?色素分离过程中如果滤液细线触及层析液,会缩短四条色素带间的距离
D.?结果推知,与正常光照下相比,该植物强光照下叶片会发黄
4.下列有关叶绿体的说法正确的是(?? )
A.?叶绿体增大膜面积的方式与线粒体相同
B.?叶绿体中的色素都分布在类囊体膜上,酶都分布在基质中
C.?叶绿体的功能不受细胞核调控
D.?线粒体产生的CO2被叶绿体利用至少需穿过4层脂双层
5.研究者使用同位素18O标记水和碳酸氢钠中的部分氧原子,加入三组小球藻培养液中,记录反应起始时水和碳酸氢钠中18O的比例。光照一段时间后,分别检测小球藻释放的氧气中18O的比例,实验结果如下表所示。下列相关叙述不正确的是(?? )
组别 起始时水中18O比例 起始时HCO3—中18O比例 释放的O2中18O比例
1 0.85% 0.41% 0.85%
2 0.85% 0.55% 0.85%
3 0.85% 0.61% 0.85%
A.?18O2是在小球藻叶绿体的类囊体上生成的
B.?HCO3-可为小球藻的光合作用提供CO2参与暗反应过程
C.?HCO3-中18O的比例不同不会导致放氧速率不同
D.?释放的O2中18O比例与水相近,并不能说明O2来自于水,也可能来自于碳酸氢钠
6.下列有关绿色植物光合作用和呼吸作用的叙述,正确的是(?? )
A.?影响光合作用的因素不会影响呼吸作用
B.?光合作用合成的葡萄糖在线粒体中被分解
C.?白天光照充足时,光合作用强度通常大于呼吸作用强度
D.?有氧呼吸产生的CO2通过2层膜进入同一细胞叶绿体被利用
7.叶肉细胞中不能合成ATP的部位是(??? )
A.?线粒体内膜???????????????????B.?叶绿体的类囊体膜???????????????????C.?叶绿体基质???????????????????D.?细胞质基质
8.光合作用与化能合成作用的相似点是(??? )
A.?都以太阳能为能源
B.?都需要环境中的物质氧化释放的能量
C.?二者都可发生在绿色植物体内
D.?都能将无机物转变成有机物
9.温室栽培可不受季节、地域限制,为植物的生长发育提供最适宜的条件。在封闭的温室内栽种农作物,以下哪种措施不能提高作物产量(??? )
A.?增加室内CO2浓度???????????B.?增大室内昼夜温差???????????
C.?增加光照强度??????????? D.?采用绿色玻璃盖顶
10.下图为高等绿色植物光合作用图解。相关说法不正确的是(???? )
?
A.?①是光合色素,分布于叶绿体类囊体的薄膜上
B.?②是氧气,可参与有氧呼吸的第三阶段
C.?③是三碳化合物,在[H]、ATP和酶的作用下,被还原形成(CH2O)
D.?④是ATP,在叶绿体基质中生成
11.下图是夏季晴朗的白天,某种绿色植物叶片光合作用强度的曲线图。分析曲线图判断以下说法正确的是(??? )
A.?7-10时的光合作用强度不断增强的原因是CO2浓度升高,光合作用强度大于呼吸作用强度
B.?10-12时左右的光合作用强度明显减弱的原因是光照减弱,光合作用强度小于呼吸作用强度
C.?图中C点时该叶片叶肉细胞内的C3的含量低于B点时的C3含量
D.?在阴雨天可以通过适当升高温度来提高温室大棚内绿色植物光合作用强度
12.以测定CO2吸收量与释放量为指标,研究温度对某绿色植物光合作用与呼吸作用的影响,结果如图所示。下列分析正确的是(??? )
A.?光照相同时间,35℃时光合作用制造的有机物的量比30℃时的少
B.?光照相同时间,在25℃条件下植物积累的有机物的量最多
C.?温度高于25℃时,光合作用制造的有机物的量开始减少
D.?两曲线的交点表示光合作用积累的有机物是呼吸吸作用消耗的有机物的2倍
13.某同学研究某湖泊中X深度生物光合作用和需氧呼吸时,设计了如下操作。
①用三个相同的透明玻璃瓶标号a、b、c,并将a用不透光的黑布包扎起来;
②用a、b、c三个瓶子均从湖中X深度取满水,并测定c瓶中水的溶氧量;
③将a、b两瓶密封后再沉入X深度水体中,24小时后取出;
④测定a、b两瓶中水的溶氧量,三个瓶子的测量结果如图所示。
则24小时内X深度水体中生物光合作用和需氧呼吸的情况分析正确的是(?? )
A.?光合作用产生的氧气量为(K-W)mol/瓶???????????????B.?光合作用产生的氧气量为(K-V)mol/瓶
C.?需氧呼吸消耗的氧气量为(K-W)mol/瓶???????????????D.?需氧呼吸消耗的氧气量为Vmol/瓶
14.已知某植物光合作用和呼吸作用的最适温度分别为25℃和30℃,如图表示30℃时光合速率与光照强度的关系。若温度降到25℃(原光照强度和二氧化碳浓度不变),理论上图中相应点A、B、D的移动方向分别是(?? )
下移、右移、上移????????? B.?下移、左移、下移?????????
C.?上移、左移、上移????????? D.?上移、右移、上移
15.图1表示夏季晴朗的一天,某种绿色植物在24小时内O2吸收和释放速率的变化示意图,A、B点对应时刻分别为6点和19点。图2表示光照强度与植物光合速率的关系。下列有关说法错误的是(?? )
A.?图1中24小时内不进行光合作用的时段是0~5点和20~24点
B.?图1的阴影部分可表示6~19点有机物的积累量
C.?图2中限制A~C段光合速率的主要外因素是光照强度
D.?图2的C点时,每个细胞合成ATP的场所都有细胞溶胶、线粒体、叶绿体
16.下图中表示光合速率等于呼吸作用速率的点有(?? )
A.?5???????????????????????????????????????????B.?3???????????????????????????????????????????C.?4???????????????????????????????????????????D.?2
二、非选择题
17.下图是光合作用过程图解,请分析后回答下列问题
①图中A是________,B是________, G________,F是________,
②图中C是________,它被传递到叶绿体的________部位,用于________ 。
③图中D是________,在叶绿体中合成D所需的能量来自________
④光合作用总反应方程式:________?
18.I.图1表示某植物固定和还原CO2的过程,图2是外界环境因素对光合作用速率的影响。请据图回答:
(1)图1中a过程叫________,发生的场所________。磷酸除了构成光合作用相关产物外,也参与构成叶绿体内________和磷脂等成分。
(2)如果将某植物在缺乏镁元素的土壤中栽种,会直接影响图1中的物质________(填“A”、“B”、“C”)的生成。当图2的乙图中d点对应的光照强度突然降至c点对应的光照强度,则图1中的物质A在短时间会________(填“增加”或“减少”)。
(3)从图2中可以看出,甲图限制b 点光合速率的因素主要是________。
(4)该实验的自变量为________和不同种植物幼苗。三种植物中最可能是阳生植物的是________。
(5)在光强140μmol?m-2?s-1时,物种甲幼苗叶肉细胞中产生的O2有________个去路。温度升高到35℃,物种乙幼苗的光补偿点会变________(填“大”、“小”)。
19.图1为某绿色植物光合作用的过程图,图2为实验小组将该绿色植物置于温度适宜的密闭容器中,在不同的处理条件下测定容器中C02量的变化,结果如下图所示。其中AB段暗处理,B点开始给予恒定且适宜的光照。请回答下列问题:
(1)如图1中甲过程进行的场所是________,乙过程属于光合作用的________阶段,若物质b和O2来自同一物质,则物质b是________。
(2)在0?5 min,容器中C02量不断升高的原因是________。 在5?15 min内CO2的减少量表示________(填“总光合速率”或“净光合速率”或“呼吸速率”)。
(3)B点给予光照后的短时间内,该植物叶肉细胞叶绿体内C3 的含量的变化是________(填“变大” “变小”或“不变”),在5?15 min,该植物光合作用的速率是________molC02?min-1。
20.为了探究空间搭载对植物光合作用的影响,研究人员以粳稻东农416(DN416)为材料,进行了系列研究。请回答问题:
(1)水稻叶肉细胞中叶绿体________上的色素能够捕获光能,这些能量经过转换,最终储存为________。
(2)研究人员将DN416的种子空间搭载12天后,返回地面在原环境中种植,测定其幼苗的净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs,气孔张开的程度)和叶绿素含量的变化,结果如下表。
对照组 实验组
Pn 25.52士2. 32 18.46土1.30
Gs 253.62士21. 61 191.84土19.91
叶绿素含量(mg/g) 35.12 26.35
①气孔导度的变化主要影响光合作用________反应阶段,影响该反应的外部因素,除CO2浓度外还包括________;内部因素包括________。
②表中数据显示________,说明空间搭载抑制光合作用的光反应和暗反应,从而降低了DN416的净光合速率。
(3)为探究空间搭载后叶绿素含量变化影响DN416光合作用的机制,研究人员做了进一步检测。
①光系统是由蛋白质和叶绿素等光合色素组成的复合物,具有吸收、传递和转化光能的作用,包括光系统Ⅰ(PSⅠ)和光系统Ⅱ(PSⅡ)。如图所示,PSⅡ中的光合色素吸收光能后,一方面将________分解为氧气和H+ , 同时产生的电子经传递,可用于NADP+和H+结合形成________。另一方面,在ATP酶的作用下,________浓度梯度提供分子势能,促使ADP与Pi反应形成ATPe-。
②叶绿素荧光参数是描述植物光合作用状况的数值,Fo反映叶绿素吸收光能的能力,Fv/Fm反映PSⅡ的电子传递效率。研究人员测定了(2)中不同组别的叶绿素荧光参数,发现实验组中Fo和Fv/Fm均比对照组低,说明________。
(4)研究人员同时研究了空间搭载对粳稻东农423(DN423)光合作用的影响,发现其光合速率明显提升。这与DN416的研究结果相反,原因可能是空间搭载对水稻光合作用的影响与不同品种间________的差异密切相关。
答案解析部分
一、单选题
1. A
【解答】光合作用可以分为光反应和暗反应两个阶段,光反应的主要产物有氧气、[H]和ATP,其中[H]和ATP参与暗反应过程中的三碳化合物的还原过程。所以A选项是正确的。
【分析】光合作用的反应过程示意图如下:
A
解:A、加入少许碳酸钙可防止在研磨时叶绿体中的色素受到破坏,A错误;
B、叶绿体中的色素不溶于水,但能够溶解在有机溶剂乙醇中,B正确;
C、由于叶绿体中叶绿素a含量最多,所以层析分离后滤纸条上色素带最宽的是叶绿素a,C正确;
D、四种光合色素中胡萝卜素的溶解度最大,D正确。
故答案为:A。
【分析】1、叶绿体中的色素主要有叶绿素和类胡萝卜素,叶绿体有分为叶绿素a和叶绿素b,类胡萝卜素有分为胡萝卜素和叶黄素。光合作用中叶绿素主要吸收红光和蓝紫光;类胡萝卜素主要吸收蓝紫光。2、叶绿体色素的提取和分离实验:
①提取色素原理:色素能溶解在酒精或丙酮等有机溶剂中,所以可用无水酒精等提取色素。
②分离色素原理:各色素随层析液在滤纸上扩散速度不同,从而分离色素。溶解度大,扩散速度快;溶解度小,扩散速度慢。
③各物质作用:无水乙醇或丙酮:提取色素;层析液:分离色素;二氧化硅:使研磨得充分;碳酸钙:防止研磨中色素被破坏。
④结果:滤纸条从上到下依次是:胡萝卜素(最窄)、叶黄素、叶绿素a(最宽)、叶绿素b(第2宽),色素带的宽窄与色素含量相关。
D
【解答】A、实验研磨操作中若加入的二氧化硅(研磨充分)或碳酸钙(保护叶绿素)过少,都会导致色素条带颜色变浅,A错误;
B、实验中对研磨液过滤时,采用滤纸过滤,会使色素吸附在滤纸上,导致实验失败,B错误;
C、色素分离过程中如果滤液细线触及层析液,会使色素溶解在层析液中,看不到四条色素带,C错误;
D、结果推知,与正常光照下相比,该植物强光照下类胡萝卜素的含量偏高,叶片会发黄,D正确。
故答案为:D。
【分析】色素是光合作用中吸收和转化光能的重要物质,色素的提取常采用菠菜为原料,光合色素是脂溶性的,因此色素的提取和分离都采用有机溶剂。色素提取和分离的主要步骤为:研磨、过滤、画滤液细线、纸层析分离。分离出来的色素在滤纸条上从上到下的顺序依次为:胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b。
D
【解答】A、叶绿体增大膜面积的方式是类囊体堆叠成基粒,线粒体增大膜面积的方式是内膜凹陷形成嵴,因此二者增加膜面积的方式不同,A错误;
B、叶绿体中与光反应有关的酶分布在类囊体膜上,与暗反应有关的酶分布在叶绿体基质中,B错误;
C、叶绿体属于“半自主性细胞器”,其性状既受自身DNA的控制又受核DNA的控制,C错误;
D、线粒体产生的CO2被同一细胞的叶绿体利用时穿过的膜层数最少,只需穿过2层线粒体膜和2层叶绿体膜,共4层磷脂双分子层,D正确。
故答案为:D。
【分析】线粒体和叶绿体都是具有双层膜的细胞器,二者扩大膜面积的方式不同,线粒体内膜向内折叠形成嵴,叶绿体类囊体堆叠形成基粒;叶绿体中的色素都分布在类囊体薄膜上,光反应酶分布在类囊体薄膜上,暗反应酶分布在叶绿体基质中;叶绿体产生的O2除供自身利用外,还可被线粒体利用,还可以释放到大气中;线粒体产生的CO2被叶绿体利用至少需穿过4层膜,8层磷脂分子。
D
【解答】A、光合作用光反应阶段水在光下分解,释放氧气,该过程在叶绿体的类囊体薄膜上进行,A正确;
B、碳酸氢钠释放二氧化碳,为光合作用提供CO2参与暗反应过程,B正确;
C、据表中数据可知,放氧速率与水中18O起始比例一致,与HCO3-中18O的比例不同,所以HCO3-中18O的比例不同不会导致放氧速率不同,C正确;
D、释放的O2中18O比例与水中18O起始比例一致,与HCO3-中18O的比例不同,可推知O2的氧原子来自于水,D错误。
故答案为:D。
【分析】关键从实验数据对比得出结论:释放的O2中18O比例与水中18O起始比例一致,与HCO3-中18O的比例不同,推知O2的氧原子来自于水。
C
【解答】A、影响光合作用的因素可能影响呼吸作用,如温度能通过影响相关酶的活性影响光合作用和呼吸作用,A错误;
B、光合作用合成的葡萄糖在细胞质基质中被分解为丙酮酸,丙酮酸才能进入线粒体被分解,B错误;
C、白天光照充足时,植物光合作用强度通常大于呼吸作用强度,积累有机物供植物生长发育,C正确;
D、线粒体和叶绿体均具双层膜结构,有氧呼吸产生的CO2通过4层膜进入同一细胞叶绿体被利用,D错误。
故答案为:C。
【分析】光合作用和细胞呼吸之间的区别和联系:
C
解:A、有氧呼吸的三个阶段均能产生ATP,线粒体的内膜是进行有氧呼吸的场所之一,A错误;
B、光合作用的光反应阶段产生ATP,场所是叶绿体的类囊体膜,B错误;
C、叶绿体基质可进行光合作用的暗反应,消耗ATP,C正确;
D、细胞质基质可发生有氧呼吸和无氧呼吸的第一阶段,能合成ATP,D错误。
故答案为:C。
【分析】ATP又叫三磷酸腺苷,简称为ATP,其结构式是:A-P~P~P.A-表示腺苷、T-表示三个、P-表示磷酸基团,“~”表示高能磷酸键,ATP是一种含有高能磷酸键的有机化合物,它的大量化学能就储存在高能磷酸键中,ATP水解释放能量断裂的是末端的那个高能磷酸键,ATP是生命活动能量的直接来源,但本身在体内含量并不高,ATP来源于光合作用和呼吸作用。
D
解:A、光合作用利用光能,化能合成作用利用环境中无机物氧化分解释放的能量,A错误;
B、光合作用利用的是光能,化能合成作用利用环境中无机物氧化分解释放的能量,B错误;
C、光合作用发生在绿色植物体内,化能合成作用在少数细菌体内进行,C错误;
D、光合作用和化能合成作用都能将无机物转变成有机物,D正确。
故答案为:D。
【分析】光合作用:指绿色植物通过叶绿体,利用光能,把二氧化碳和水转化成储存能量的有机物,并且释放氧气的过程。
化能合成作用:自然界少数种类细菌,没有叶绿体,不能进行光合作用,但能利用体外环境中的某些无机物氧化时释放的能量来制造有机物(如硝化细菌)。
D
解:AC、增加光照强度和二氧化碳浓度可以提高光合作用强度,生成更多的有机物,提高作物产量,AC均正确;
B、增大室内昼夜温差,可以使得植物夜晚呼吸作用强度减弱,消耗较少的有机物,从而使更多有机物积累,提高作物产量,B正确;
D、植物光合作用时,主要吸收的光为红光和蓝紫光,采用绿色玻璃盖顶后,只有绿色的光才能透进温室内,植物光合作用几乎无法利用绿色光,导致光合作用强度减弱,D错误。
故答案为:D。
【分析】影响光合作用因素:
D
解:A、①是光合色素,分布于叶绿体类囊体的薄膜上,A正确;
B、根据图示,在光反应阶段,水分解形成了②和还原氢,因此②是氧气,氧气可以参与有氧呼吸的第三阶段,B正确;
C、三碳化合物在[H]、ATP和酶的作用下,被还原氢形成(CH2O),C正确;
D、④是ATP,ATP形成于光反应阶段,场所是叶绿体的类囊体薄膜上,D错误。
故答案为:D。
【分析】1、光合作用过程分为光反应阶段和暗反应阶段,光反应阶段是水光解形成氧气和还原氢的过程,该过程中光能转变成活跃的化学能储存在ATP中,暗反应阶段包括二氧化碳的固定和三碳化合物的还原,二氧化碳固定是二氧化碳与1分子五碳化合物结合形成2分子三碳化合物的过程,三碳化合物还原是三碳化合物在光反应产生的还原氢和ATP的作用下形成有机物和五碳化合物的过程;2、图中①是光合色素,②是光反应的产物之一,氧气,③是三碳化合物,④是ATP。
C
解:A、由分析可知:7-10时的光合作用强度不断增强的原因是光照逐渐增强,温度逐渐升高所致,A错误;
B、10-12时左右的光合作用强度明显减弱的原因是光照过强,温度过高,使得叶片气孔关闭,二氧化碳供应减少,导致光合作用强度减弱,B错误;
C、图中C点时该叶片叶肉细胞内因为二氧化碳供应受阻,导致C3的含量低于B点时的C3含量,C正确;
D、在阴雨天可以通过适当降低温度来减弱细胞呼吸对有机物的消耗,进而提高温室大棚内绿色植物的产量,D错误。
故答案为:C。
【分析】本题主要考查影响光合作用的环境因素。 1、温度对光合作用的影响:在最适温度下酶的活性最强,光合作用强度最大,当温度低于最适温度,光合作用强度随温度的增加而加强,当温度高于最适温度,光合作用强度随温度的增加而减弱。 2、二氧化碳浓度对光合作用的影响:在一定范围内,光合作用强度随二氧化碳浓度的增加而增强。当二氧化碳浓度增加到一定的值,光合作用强度不再增强。 3、光照强度对光合作用的影响:在一定范围内,光合作用强度随光照强度的增加而增强。当光照强度增加到一定的值,光合作用强度不再增强。
题图分析: 7-10时,光照逐渐增强,温度逐渐升高,光合作用强度不断增强;10-12时左右,光照过强,温度过高,使得叶片气孔关闭,二氧化碳供应减少,导致光合作用强度减弱;12-14时,光照有所减弱,温度也有所下降,气孔慢慢张开,二氧化碳供应逐渐增多,光合作用强度增加;14时之后,光照逐渐下降,温度逐渐降低,因此光合作用强度不断下降。
B
解:A、光照相同时间,35℃时光合作用制造的有机物的量与30℃时的相等,都是6.5,A错误;
B、图中显示,在25℃条件下,植物的净积累的有机物最大,故光照相同时间,在25℃条件下植物积累的有机物的量最多,B正确;
C、在25℃、30℃、35℃时光合作用制造的有机物的量分别为6、6.5、6.5,故温度高于25℃时,光合作用制造的有机物的量并未开始减少,C错误;
D、两曲线的交点表示光合作用制造的有机物是呼吸吸作用消耗的有机物的2倍,D错误。
故答案为:B。
【分析】图示的虚线表示光合作用净积累有机物的量,实线表示呼吸作用消耗有机物的量,真光合作用=制造的有机物=虚线量十实线量。根据公式:植物光合作用利用CO2的量=植物从外界吸收的CO2量+植物有氧呼吸释放的CO2量,可逐一计算出20℃、25℃、30℃、35℃条件下,光合作用制造的有机物的量。
B
【解答】AB、a瓶只进行呼吸作用,b瓶既进行光合作用又进行呼吸作用,则W-V表示呼吸作用的耗氧量,K-W表示氧气的释放量,则光合作用产生氧气的量为(K-V)mol/瓶,A错误,B正确;
CD、根据题意可知,c瓶中的含氧含量即为初始含氧量,a瓶包裹黑胶布则只能进行有氧呼吸,不能进行光合作用,瓶中氧气消耗,消耗量为(W-V)mol/瓶,CD错误。
故答案为:B。
【分析】依据公式:总光合作用产生的氧气量=呼吸作用的耗氧量+净光合作用释放氧气的量,以及结合题干信息作答即可。
C
【解答】A点代表呼吸作用速率,温度由30℃下降到25℃,呼吸作用速率降低,CO2的释放量减小,A点上移;
B点代表光补偿点,光合作用速率等于呼吸作用速率,温度由30℃下降到25℃,光合作用速度增加,要达到与呼吸作用相等,需要降低光照强度,B点左移;
D点代表光饱和点,温度由30℃下降到25℃,光合作用的酶活性增强,植物需要的光照强度增强,D点上移;
故答案为:C。
【分析】由图可知:A点代表呼吸作用速率,B点代表光补偿点,D点代表光饱和点。
D
【解答】A、据图分析,图1中0?5点和20?24点氧气吸收速率一直保持最大,只进行呼吸作用,A正确;
B、图中6时和19时光合速率=呼吸速率,故图1的阴影部分可表示6?19点有机物的积累量,B正确;
C、图2中A?C段光合速率随光照强度的增大而增大,说明此段限制光合速率的主要外界因素是光照强度,C正确;
D、图2的C点时,每个细胞都能进行细胞呼吸,合成ATP的场所都有细胞溶胶、线粒体,而能够进行光合作用的细胞产生ATP的场所还含有叶绿体,D错误。
故答案为:D。
【分析】对于光合作用的图形应把握以下几点:如分清横纵坐标的含义、图形中的交点、拐点、最高点、最低点等点的含义,对于图1中的6时和19时属于交点,其代表的含义是光合速率=呼吸速率,等同于图2中的B点,据此答题。
C
【解答】图甲中,实线表示呼吸速率,虚线表示净光合速率,a点时光合速率是呼吸速率的2倍。
图乙中,温室内植物进行光合作用时,曲线的拐点a、b可以表示光合速率等于呼吸速率。
图丙中,a点表示光补偿点,此时光合速率等于呼吸速率。
图丁中,a点也表示光补偿点,此时光合速率等于呼吸速率。
所以图中共有4个点表示光合速率等于呼吸速率。
故答案为:C。
【分析】植物处于光补偿点时光合速率等于呼吸速率;密闭容器中的植物进行光合作用时,曲线的拐点可以表示光合速率等于呼吸速率。据此分析作答。
二、非选择题
17. 基粒;氧气;五碳化合物;三碳化合物;[H];基质;三碳化合物的还原;ATP;光能;
【解答】图为光合作用过程图解,其中A代表叶绿体的基粒(类囊体薄膜),B代表O2 , C代表[H],D代表ATP,E代表ADP,F代表C3 , G代表C5 , J代表糖类,H代表光反应阶段,I代表暗反应阶段,据此回答问题。
①A是叶绿体基粒,B代表O2 , G是C5 , F代表C3;
②C代表[H],由光反应产生并传递到叶绿体的基质部位,用于C3的还原;
③D代表ATP,合成需要光能的推动。
④光合作用的总方程式可理解为H2O和CO2在光能的推动下,在叶绿体中生成O2和糖类的过程。、
故答案为:基粒;氧气;五碳化合物;三碳化合物;[H];基质;三碳化合物的还原;ATP;光能;
【分析】光合作用分为光反应和暗反应:
(1)光反应:条件:有光;场所:叶绿体类囊体薄膜;过程:水的光解、ATP的合成;能量变化:光能→ATP中活跃的化学能;
(2)暗反应:条件:不需要光;?场所:叶绿体基质;过程:CO2的固定、C3的还原;能量变化:ATP中活跃的化学能→有机物中稳定的化学能。
光合作用的实质:把无机物转变成有机物,把光能转变成有机物中的化学能。
18. (1)二氧化碳的固定;叶绿体基质;核酸
(2)C;减少
(3)CO2浓度 II.光补偿点是指植物在一定光强范围内,光合速率与呼吸速率相等时的光照强度.光饱和点是指植物在一定光强范围内,光合速率达到最大时所需要的最小光照强度。已知植物体光合作用和呼吸作用的最适温度分别为25℃和35℃。如表为25℃和一定CO2浓度等条件下三种植物幼苗的生理指标。 请分析回答下列问题:
物种 指标 物种甲 物种乙 物种丙
光补偿点(μmol?m-2?s-1) 140 66 37
光饱和点(μmol?m-2?s-1) 1425 1255 976
(4)光强(或光照强度);物种甲
(5)两;大
【解答】(1)由以上分析可知,图1中A为五碳化合物,B为三碳化合物,a是二氧化碳的固定过程,场所在叶绿体基质。磷酸除了构成光合作用相关产物外,也参与构成叶绿体内核酸(DNA和RNA)和磷脂等成分。(2)叶绿素合成需要镁元素,所以将某植物在缺乏镁元素的土壤中栽种时会影响叶绿素的合成,而叶绿素在光反应过程中能吸收并转换光能,因此这会直接影响图1中ATP和物质C([H])的生成;物质A为五碳化合物,图2乙图中,当光照强度突然由d降低至c时,则[H]和ATP的供应减少,进而导致C3的还原减慢,但CO2会继续和C5固定生成C3 , 所以C5的量会减少。(3)图甲中b点已经达到光饱和,所以限制因素是CO2浓度。(4)该实验的自变量是光照强度和不同种植物幼苗,由于物种甲光饱和点和光补偿点最大,所以最有可能是阳生植物。(5)140μmol?m-2?s-1为物种甲的光补偿点,当光强大于140μmol?m-2?s-1时物种甲叶肉细胞中产生的O2除进入线粒体外,还扩散至细胞外,温度升高到35℃,呼吸作用增强,光合作用减慢,物种乙幼苗的光补偿点逐渐增大。
【分析】分析图1:图1表示某植物固定和还原CO2的过程,其中A表示五碳化合物,B表示三碳化合物,C表示[H]。分析图2:图2是外界环境因素对光合作用速率的影响,其中甲影响光合速率的因素是光照强度和二氧化碳浓度,乙影响光合速率的因素是光照强度和温度。
19.(1)类囊体薄膜(基粒);暗反应;[H]
(2)黑暗环境下,植物只进行呼吸作用释放了CO2 ;净光合速率
(3)变小;1x10-6
【解答】(1)图1为某绿色植物光合作用的过程图,甲过程为光反应阶段,发在在叶绿体类囊体薄膜,乙过程为暗反应阶段,发在在叶绿体基质中,若物质b和O2来自同一物质,a代表ATP,b代表[H],c代表CO2。
故答案为:类囊体薄膜(基粒);暗反应;[H]
(2)图2为将绿色植物置于温度适宜的密闭容器中,AB段暗处理,所以在0?5 min,由于绿色植物的呼吸作用,容器中CO2量不断升高,?B点开始给予恒定且适宜的光照,植物光合作用吸收CO2 , 一部分来自呼吸作用产生,一部分来自容器中的CO2 , 在5?15 min内容器内CO2的减少量表示的是净光合速率。
故答案为:黑暗环境下,植物只进行呼吸作用释放了CO2;净光合速率
(3)B点给予光照后的短时间内,光合作用中光反应速率加强,叶绿体内C3还原加强,其含量会下降。5?15?min内,在此时间段内,呼吸作用产生的CO2的量为(5-2)×10-6×2mol,容器中的CO2的量下降了4×10-6mol,植物共吸收CO2的量为1×10-5mol,该植物光合作用的速率是1×10-6molCO2?min-1。
故答案为:变小;1×10-6molCO2?min-1
【分析】分析图2:横坐标为时间,纵坐标为容器中的CO2的量,0?5 minCO2量上升了3×10-6mol,说明5 min内呼吸产生3×10-6molCO2 , 呼吸强度不变,5?15?min呼吸产生6×10-6molCO2 , 5?15?min内,容器中的CO2的量下降了4×10-6mol,植物共吸收CO2的量呼吸作用产生量与容器中减少量1×10-5mol。
20.(1)类囊体膜;糖类等有机物中稳定的化学能
(2)暗;温度、光照;酶、pH、ATP量、[H]等;空间搭载后DN416的Pn、Gs和叶绿素含量均明显降低
(3)水;NADpH;H+;DN416叶绿素含量的减少,降低了光能的吸收和转化效率,进而降低光合作用速率
(4)基因型
【解答】(1)光合色素分布在叶绿体列囊体的薄膜上,色素通过吸收、传递和转化光能,最终将光能转化为糖类等有机物中稳定的化学能储存起来。(2)①气孔张开的程度影响CO2的吸收,影响光合作用的暗反应阶段,暗反应阶段中叶绿体基质含有较多的与光合作用有关的酶,影响该反应的外部因素,除CO2浓度外还包括温度和光照强度等,内部因素包括酶、pH、ATP量、[H]等。
②由表分析,空间搭载后DN416的Pn、Gs和叶绿素含量均明显降低。(3)①光反应中水分解为氧气和H+ , 同时产生的电子经传递,可用于NADP+和H+结合形成NADpH。从图中显示,H+的浓度差在为ATP的合成提供了动力势能。
②实验组中Fo和Fv/Fm均比对照组低,说明空间搭载后,DN416叶绿素含量的减少,降低了光能的吸收和转化效率,进而降低光合作用速率。(4)不同的品种同样的空间搭载处理方式的光合作用的结果不同,这可能与不同品种间基因型的差异密切相关。
【分析】本题考查光合作用的过程及影响光合作用的因素。
1.光反应阶段:(1)水的光解,产物有NADPH(DNDP+与H+结合形成还原氢)和氧气(2)光合磷酸化,ADP转化为ATP,将氢离子势能固定在ATP的高能磷酸键中。
2.暗反应阶段:(1)二氧化碳的固定(2)三碳化合物的还原
3.影响光合作用的因素:(1)内因:酶、色素(2)外因:光照强度、二氧化碳浓度、温度
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